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活性炭用不同活化方式使用什么活化劑?

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       活性炭從外形上來分,可分為:柱狀活性炭、顆粒活性炭、粉末活性炭、蜂窩活性炭等,但不管哪種形狀的活性炭,都需要經(jīng)過高溫活化后才能達(dá)到其吸附性能。含碳材料經(jīng)過炭化和活化制成具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的巨大比表面積的多孔性炭吸附劑。活性炭的主要成分是碳,此外還含有少量灰分,是一種類石墨螺層型微晶結(jié)構(gòu)。賦予炭顆粒活性,使炭形成多孔的微晶結(jié)構(gòu),具有發(fā)達(dá)的表面積的過程稱為活化過程。
       活性炭的活化過程是利用氣體(如水蒸氣、二氧化碳)或化學(xué)試劑(如ZnCl2、K2CO3、KOH、H3PO4等)對炭化料進(jìn)一步加工處理,其目的是改變炭化料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),擴(kuò)大比表面積以增強(qiáng)吸附性能。目前有3種活化方法:物理活化法、化學(xué)活化法和物理——化學(xué)耦合活化法。
       物理活化法是以氧化性氣體(如二氧化碳、水蒸氣、空氣等)為活化劑對炭化料進(jìn)行活化。通過活化處理使炭化料原油的閉塞孔打開、已打開的孔隙擴(kuò)大,同時創(chuàng)造出新孔,形成更發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。該方法工藝過程簡單,制備的活性炭微孔較發(fā)達(dá)且免清洗,對環(huán)境污染小。但活化溫度較高、時間較長,且制備的活性炭比表面積小、得率低。
       化學(xué)活化法是目前活性炭制備的主要方法,該法是將化學(xué)活化劑按一定比例加入原料中,混合浸漬一段時間后,同步炭化和活化。常用的化學(xué)活化劑有H3PO4、KOH、K2CO3和ZnCl2等。不同的化學(xué)活化劑制備的活性炭結(jié)果不同,總體來說,化學(xué)活化法制得的活性炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大且得率高,但會殘留藥品,需反復(fù)洗滌,且化學(xué)活化劑對設(shè)備有腐蝕作用,也會造成一定的環(huán)境污染。
       物理——化學(xué)耦合活化法是一種將化學(xué)活化法與物理活化法相結(jié)合的兩步活化法。即現(xiàn)用化學(xué)活化劑浸漬原料,提高原料活性,在原料內(nèi)部形成輸送活化氣體的通道,然后在高溫下通入氣體進(jìn)行物理活化。該法制得的活性炭孔隙結(jié)構(gòu)可有效調(diào)控,而且可以減少化學(xué)活化劑的用量,集成了物理活化法和化學(xué)活化法的優(yōu)點(diǎn),但工藝較復(fù)雜,生產(chǎn)成本高。
那么按照不同的活化方法來制造時,都需要用到哪些活化劑呢?
  1、化學(xué)藥品活化法活性炭
  氯化鋅、磷酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉等化學(xué)藥品。
  2、強(qiáng)堿活化法:
  氫氧化鉀、氫氧化鈉等。
  3、氣體活化法:
  水蒸氣、二氧化碳、空氣等。
  4、水蒸氣活化法:
  水蒸氣。
科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和工業(yè)化發(fā)展對活性炭制備及應(yīng)用提出了更高的要求,未來活性炭生產(chǎn)廠家將不斷探索和改進(jìn)工藝,促進(jìn)活性炭產(chǎn)品的多樣性,提高活性炭性能,更好得服務(wù)于各行各業(yè)。
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